Составное изображение первичного контактного двойного объекта пояса Койпера 2014 MU69 по данным космического корабля New Horizons. Авторы и права: НАСА/JHUAPL/SwRI/Роман Ткаченко
Исследование бросает вызов устоявшимся взглядам на Пояс Койпера Объекты, раскрывающие свою способность сохранять летучие льды гораздо дольше, чем считалось ранее, тем самым открывая новые перспективы эволюции комет.
Статья, недавно опубликованная в журнале Икар представляет результаты исследования объекта 486958 Аррокот из пояса Койпера, проливающие новый свет на сохранение летучих веществ, таких как окись углерода (CO), в таких далеких небесных телах.
В статье «Удержание льда и газа CO в пределах 486958 Аррокот», написанной в соавторстве с доктором Сэмюэлем Берчем из Университета Брауна и старшим научным сотрудником Института SETI доктором Орканом Умурханом, Аррокот используется в качестве тематического исследования, чтобы предположить, что многие объекты пояса Койпера (KBO) ) – остатки зари нашей солнечной системы – все еще могли сохранять свои первоначальные летучие льды, бросая вызов предыдущим представлениям об эволюционном пути этих древних существ.
Левое изображение было получено камерой многоцветного видимого изображения (MVIC), частью инструмента «Ральф» на борту «Новых горизонтов». Снимок сделан 1 января 2019 года, всего за 7 минут до максимального сближения: космический корабль находился всего в 6700 км от поверхности. Благодарность за этот замечательный снимок принадлежит НАСА, Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и Юго-Западному научно-исследовательскому институту. На правом изображении показана усредненная по орбите температура на сезонной глубине скина Аррокота, рассчитанная на основе метода Умурхана и др. 2022 года. Масштаб указан в километрах, ориентация вида аналогична изображению слева: вид вниз, в сторону южного полюса. Фото: НАСА, Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и Юго-Западный научно-исследовательский институт.
Бросая вызов прошлым моделям
Предыдущим моделям эволюции KBO требовалась помощь в предсказании судьбы летучих веществ в этих холодных, далеких объектах. Многие полагались на громоздкое моделирование или ошибочные предположения, недооценивая, как долго могут храниться эти вещества. Новое исследование предлагает более простой, но эффективный подход, сравнивая этот процесс с выходом газа через пористую породу. Это предполагает, что ОПК, подобные Аррокоту, могут сохранять свои летучие льды в течение миллиардов лет, образуя своего рода подземную атмосферу, которая замедляет дальнейшую потерю льда.
«Я хочу подчеркнуть, что ключевым моментом является то, что мы исправили глубокую ошибку в физической модели, которую люди десятилетиями предполагали для этих очень холодных и старых объектов», — сказал Умурхан. «Это исследование может стать первоначальным толчком к переоценке внутренней эволюции и теории активности кометы».
Наша модель представляет собой пористую груду щебня, состоящую из смеси CO и тугоплавкого аморфного льда H2O, с определенным радиусом пор . Верхний слой, изображенный коричневым цветом, подвергается термической обработке всего за один виток, в результате чего в этом слое теряется CO (как лед, так и газ). Ниже фронта сублимации , показанного темно-синим цветом, исходный объем льда CO остается нетронутым. Со временем, по мере продвижения фронта сублимации вниз (вправо в модели), лед CO, внедренный в аморфную ледяную матрицу H2O, начинает сублимировать. Образовавшийся газ (обозначен голубым цветом) затем заполняет поры и движется вверх, в сторону от фронта сублимации. Фото: Институт SETI.
Новые идеи и будущие исследования
Это исследование бросает вызов существующим предсказаниям и открывает новые возможности для понимания природы комет и их происхождения. Присутствие таких летучих льдов в ОПК подтверждает захватывающее повествование об этих объектах как о «ледяных бомбах», которые активируются и демонстрируют кометное поведение при изменении своей орбиты ближе к Солнцу.
Эта гипотеза могла бы помочь объяснить такие явления, как интенсивная вспышечная активность кометы 29P/Швассмана-Вахмана, потенциально меняя представление о кометах.
Будучи соавторами предстоящей миссии CAESAR, исследователи применяют новый подход к пониманию эволюции и активности кометных тел. Это исследование имеет значение для будущих исследований и является напоминанием о непреходящих загадках нашей Солнечной системы, ожидающих своего раскрытия.
Ссылка: «Удержание льда и газа CO в пределах 486958 Аррокот», Сэмюэл П.Д. Берч и Оркан М. Умурхан, 2 марта 2024 г., Икар.
DOI: 10.1016/j.icarus.2024.116027